مدل سازی پیل سوختی اکسید جامد صفحه ای برای سیستم های ترکیبی گرما و الکتریسیته

در این مقاله مدل تفصیلی از پیل سوختی اکسید جامد صفحه ای (SOFC) ارایه می شود که به طور ویژه برای ارزیابی عملکرد این پیل سوختی در سیستم های ترکیبی گرما و الکتریسیته توسعه یافته است. مدل توسعه یافته شامل تحلیل جرمی, ممنتوم, گرمایی و الکتروشیمیایی به همراه مدل های سینتیک واکنش های هیدروکربن است. مدل الکتروشیمیایی ارزیابی کامل هر سه تلفات اهمی, فعال سازی و غلظت را شامل می شود. به منظور افزایش دقت مدل, واکنش های تبدیل متان و شیفت آب- گاز, پنج لایه دمایی, مدل انتقال گرمای تشعشعی و ویژگی های مواد متغیر با دما در مدل به کار گرفته شده است. مدل بر اساس مقادیر عددی و تجربی موجود برای یک پیل سوختی دما بالا با تبدیل داخلی سوخت معتبرسازی شده است که نشان از توانایی و دقت بالای مدل برای پیش گویی عملکرد این نوع پیل سوختی را دارد. سرانجام, به منظور ارزیابی تاثیر متغیرهای اساسی, تحلیل حساسیت بر روی فاکتور مصرف سوخت و نرخ هوای اضافی انجام شده است.